专利名称：一种顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法
技术领域：
本发明涉及转炉炼钢领域，更具体地讲，涉及ー种顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法。
背景技术：
传统顶底复吹转炉采用活性石灰来造渣，其CaO含量达到80%以上，利用活性石灰中的CaO与铁水氧化生成的Si02、P205等酸性氧化物结合后进入炉渣中，以达到去除铁水中Si、P、S等元素的目的。石灰是由石灰石煅烧而生产的，其反应为CaC03 — Ca0+C02，一般将石灰石加热在1050-1150°C，煅烧数小时后，分解得到石灰。根据石灰的煅烧条件，一般将温度控制在1100で左右而获得的晶粒细小、气孔率高、体积密度小的石灰称为活性石灰，活性石灰在转炉吹炼过程反应能力强，化渣速度快，去磷、硫效果好。将石灰石直接加入转炉造渣，与活性石灰对比，认为主要可能存在两个问题。ー是成渣速度慢，石灰石需先分解成CaO，然后參与反应。ニ是分解过程需吸收热量，会使转炉内热量不足，进ー步影响化渣效果。所以从转炉发明至今，一直都是选择石灰造渣炼钢。随着炼钢エ艺的发展，原来的空气转炉已演变成氧气转炉，转炉的升温速度及反应产生的热量大幅提升，CaCO3分解吸收的热量已不会对其产生影响。另外，随着拉瓦尔式喷头氧枪及复吹エ艺的成熟应用，转炉内已经有非常良好的动力学条件，石灰石的成渣速度可以满足炼钢要求。专利申请号为“200910082071. X”的专利公开了“一种在氧气顶吹转炉中用石灰石代替石灰造渣炼钢的方法”。该方法介绍了在顶吹转炉中用部分石灰石代替石灰造渣，将石灰石加入分成4-8批，小批量多批次加入以减少石灰石的化渣难度，渣量加入頻繁，专利中未提及该方法对转炉炉气的影响，过程加入后产生的CO2会降低炉气中CO浓度，減少转炉回收煤气的热值；专利中也未描述供氧操作、石灰石粒度、使用后脱磷、脱硫率变化等具体数据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以快速成渣并有利转炉脱磷的顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法。为了实现上述目的，本发明提供了ー种顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法，在顶底复吹转炉炼钢时，使用部分石灰石代替石灰，其中，在开始吹氧之前将石灰石一次全部加入，并且石灰石的粒度为5-20mm，石灰石的加入量为5_40kg/t钢。在根据本发明实施例的顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法中，前期底吹流量为0. 05-0. 07Nm3/min *t，开吹枪位比正常低50_100mm，氧压高0. 5-1. OMPa0此外，减少的石灰加入量根据石灰石含有的CaO含量折算。
复吹转炉因增加了底吹气体搅拌，反应条件优于顶吹转炉，因此用石灰石造渣可以达到更好的冶金效果。
具体实施例方式本发明的主要目的是在顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣，减少石灰用量，同时可以提高转炉CO回收量，降低转炉氧耗。选择小粒度石灰石，通过底吹和供氧制度调整，快速成渣，有利转炉脱磷，不影响转炉脱硫。与顶吹转炉相比，顶底复吹转炉使转炉内的反应更平稳、均匀。在下文中，将详细描述根据本发明实施例的顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法。根据本发明实施例的顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法包括以下步骤 (I)选择粒度为5-20mm的石灰石。正常煅烧石灰用石灰石的粒度为20_80mm，用竖窑煅烧更要求粒度在40mm以上，以避免产生石灰粉面。石灰石粒度越大，煅烧速度越慢。在同一温度下，粒度小一半的石灰，煅烧速度会提高I倍，选择小粒度石灰石加入转炉中，可以大幅提高石灰石分解速度，加速成渣。当粒度小于5_吋，因石灰石強度不够，很容易出现细的粉末，加入过程被烟气带走，另外粒度越小，加工成本越高，石灰石价格也将提高。因此，选择5-20mm粒度的石灰石为最佳。(2)在头批一次全部加入所需石灰石。在开始吹氧之前，头批一次加入操作方便，同时可以提高吹炼前期的CO浓度，降低氧耗。吹炼前期为硅、锰反应期，例如约为3分钟，该过程炉气中CO浓度低，石灰石分解产生的CO2也会參与铁水前期反应，反应方程如下CO2+[Si]/2 = C0+Si02/2, CO2+[C] = 2C0。CO2 消耗了部分铁水中的 C、Si 元素，减少 O2 的消耗，提高了前期CO浓度。若在中、后期加入,铁水中的硅已全部与氧气反应完,进入碳氧反应期，铁水中的C基本全部生成CO，CO浓度高，不会有上述反应发生，而且石灰石分解出的CO2也会降低中期炉气CO浓度。顶吹转炉正常情况下，因无底吹系统，其成渣速度慢，温度上升也慢，石灰石必须分批加入，分4-8次，必定有部分石灰在中后期加入，影响中后期的CO回收。然而，本发明采用顶底复吹转炉，头批一次加入，避免了顶吹转炉的以上问题。通常，整个吹炼过程分成前期、中期、后期3个阶段。前期指硅锰反应期，中期指碳氧反应期，后期指碳氧反应高峰至结束。转炉的吨位不同，吹炼时间不同，但前期、中期、后期三者所占吹炼时间的比例基本不变。以本发明为例，可以描述为前期吹炼0-3分钟，中期3-10分钟，后期10分钟-停止供氧，但本发明不限于此。(3)石灰石加入量5_40kg/t钢。根据铁水温度调整，温度越高，加入量越大，在铁水温度高炉次，石灰石分解吸热，可以降低前期铁水温度，延缓碳氧反应时间，減少泡沫型喷溅，且有利于前期低温脱磷。(4)顶底复吹转炉，有底吹气体的搅拌，反应动力学条件更好，但前期石灰石ー批加入，加入量大，为更好加速化渣，需同时提高其底吹气体及顶吹氧气的搅拌能。前期底吹选择强吹，流量0. 05-0. 07Nm3/min t (标立方米姆吨姆分钟),开吹枪位1150-1200mm,比正常低 50-100mm ;氧压 0. 80-0. 90MPa,比正常高 0. 5-1. OMPa0因石灰石在头批已经全部加入，主要的调整在前期的エ艺參数，未描述的中后期的エ艺參数与现有技术基本相同。(5)加入石灰石后，根据其CaO含量,折算成石灰后，减少相应的石灰用量。通常，每炉钢加入的CaO含量一般主要根据铁水Si来考虑，最終保证炉渣中的Ca0/Si02在
2.5-3. 5之间，宁高勿低，具体的加入量不需要那么的精确。石灰石中含有CaO约50%，活性石灰CaO含量在80%以上，实际精确计算It石灰石约可以替代600kg石灰，但转炉用的石灰秤称量精度要求低，同时考虑小颗粒石灰石粉面损耗等，为方便职エ操作，一般按2 I的比例降低石灰用量。以下结合具体的实施例来描述本发明的方法及效果。实施例所用石灰石的粒度均为 5-20mm ;成分包括 2. 03wt%的 SiO2,50. 85界セ％的0&0、1. 28wt%的Mg0、0. 017界セ％的？和 0.OOlwt %的S。需要说明的是，检验石灰石成分时，只给出CaO含量，具体CaCO3量可以用CaO折算，折算后合计约95wt%。实施例I向80t转炉内加入90t铁水、3t废钢和It铁块，铁水C :4. Owt%、Si :0. 90wt%,Mn 0. 25wt%,P 0. 153wt%, S :0. 037% wt%，铁水温度 1350°C。开始供氧同时加入 3t 石灰石，头批石灰加入量相应减少It, 3分钟后ニ批石灰加入量减少500kg,累计石灰加入量减少I. 5t。前0-3分钟期间底吹流量0. 07Nm3/min *t,开吹枪位1200mm，氧压0. 85MPa，3分钟之后按原冶炼エ艺操作。14分钟停止供氧，测温钢水温度1616°C，钢水成分C :0. 22wt%,P 0. 011wt%,S 0. 016wt%o成分合格，当炉脱磷率达到92. 8wt%，脱硫率达到56. 7wt%,氧耗为52. 5m3/t,回收煤气CO浓度50. 83wt%。实施例2向80t转炉内加入90t铁水、3t废钢和It铁块，铁水C :4. OwtSi :0. 37wt%,Mn 0. 25wt%, P 0. 155wt%, S :0. 035wt%，铁水温度1298°C。开始供氧同时加入It石灰石，头批石灰加入量相应减少500kg。前0-3分钟期间底吹流量0. 05Nm3/min t，开吹枪位1200mm，氧压0. 85MPa，3分钟之后按原冶炼エ艺操作。14分钟停止供氧，测温钢水温度1627°C，钢水成分C :0. 31wt%，P 0. 021wt%, S:0. 016wt%。成分合格，当炉脱磷率达到86. 4wt%，脱硫率达到54wt%，氧耗为51. 7M3/t，回收煤气CO浓度49. 17wt%0实施例3向80t转炉内加入90t铁水、3t废钢和It铁块，铁水C :4. Owt%、Si :0. 66wt%,Mn 0. 27wt %, P 0. 172wt%, S :0. 048wt%，铁水温度 1268 °C。开始供氧同时加入 2t 石灰石，头批石灰加入量相应减少It。前0-3分钟期间底吹流量0. 06Nm3/min t，开吹枪位1150mm，氧压0. 90MPa, 3分钟之后按原冶炼エ艺操作。14分钟停止供氧，测温钢水温度1630°C，钢水成分C :0. llwt%，P 0. 015wt%, S:0. 022wt%。成分合格，当炉脱磷率达到91. 3wt%，脱硫率达到54. 2wt%，氧耗为53. 5M3/t,回收煤气CO浓度54. 8wt%0采用本方法的主要优点I)将石灰石直接加入转炉成渣，可以避免煅烧石灰后冷却后再加入至转炉内，过程造成的热量浪费，节省能源和減少CO2排放量；2)减少了氧气消耗,提高前期CO浓度,增加煤气热值；3)采用的小粒度石灰石，属烧石灰时筛选出来的石灰石尾矿，起到回收资源作用；
4)石灰石价格低廉，代替石灰，降低冶炼成本低。5)成渣速度快，控制前期铁水升温速度，有效抑制高温铁水冶炼的前期泡沫型溢渣问题，提高脱磷率。 尽管已经结合本发明的具体实施例示出了本发明，但是本发明不限于此。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种变型和修改。
权利要求
1.ー种顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法，其特征在于在顶底复吹转炉炼钢时，使用部分石灰石代替石灰，其中，在开始吹氧之前将石灰石一次性全部加入，并且石灰石的粒度为5-20mm，石灰石的加入量为5_40kg/t钢。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于前期底吹流量为0.05-0. 07Nm3/min t，开吹枪位比正常低50-100_，氧压高0. 5-1. OMPa0
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于减少的石灰加入量根据石灰石含有的CaO含量折算。
全文摘要
本发明提供了一种顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法。根据本发明的方法在顶底复吹转炉炼钢时，使用部分石灰石代替石灰，其中，在开始吹氧之前将石灰石一次全部加入，并且石灰石的粒度为5-20mm，石灰石的加入量为5-30kg/t钢。根据本发明的顶底复吹转炉用部分石灰石代替石灰造渣的方法可以快速成渣，有利转炉脱磷。
文档编号C21C5/36GK102719601SQ20121013943
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者尹崇丽, 王广连, 王显军, 申景霞, 陈良, 魏潇 申请人:莱芜钢铁集团有限公司